¿Cómo podemos distinguir experimentalmente la diferencia entre partículas con y sin masa en reposo?

Question

1. Sólo observamos sus productos de desintegración y que es lo que el resto de masa que se reconstruye a partir de.
2. También, hay todo un problema de ejecución de acoplamiento, que significa que el resto de la masa per se, en realidad no tiene sentido, no es sólo teórica, y depende de la renormalization esquema (en.wikipedia.org/wiki/Minimal_subtraction_scheme). Entiendo que teóricamente hemos partículas con (lepton, fermión) y sin(fotones, gluones). Quería saber si alguien puede explicar experimentalmente cómo podemos saber la diferencia de la caries tal vez o de alguna otra cosa?

Pregunta:

1. ¿Cómo podemos saber a partir de experimentos en los que una cierta partícula, como un quark tiene masa de reposo, pero un gluon no? Ambos dejan de productos de la descomposición. Entonces, ¿qué es específicamente en el experimento (supongo que la dispersión inelástica profunda) que va a decir a partir de la descomposición del producto si se muestra el resto de la masa o no?

2. O es que a partir de experimentos que no podemos decir, acabamos de conocer teóricamente la diferencia entre partículas con masa de reposo, y sin, y de identificar en el experimento, medir el decaimiento de la energía, y, a continuación, decir que el que se acaba de energía (a partir de un fotones, gluones) o el resto de la masa (de un quark, electrónica, W,Z bozon)?

Answer 1

Solo voy a responder a la pregunta del título, tal como solicitó.

Existen al menos tres categorías de medios para detectar la no-cero de la masa de las partículas, y cada uno tiene variaciones.

Los métodos básicos son

• Medida de la energía cinética para el impulso proporción ($T/p$).

• Medir la velocidad. Cualquier valor muy distinguido de la $c$ implica la masa.

• La creación o la decadencia de la cinemática.

• Observar la mezcla.

Espectrómetro-Calorímetro

(Espectrómetros de medida de impulso; calorímetros de medida de energía)

La relatividad deja en claro que la proporción del total de la energía para el impulso de una partícula es $R_0 = T/p = E/p = c$ para una partícula sin masa y $R_m = \frac{\gamma-1}{\beta\gamma} c$ para una partícula con masa.

De forma fiable distinguir que la relación es fácil para las partículas con masa grande.

Velocidad

Si es una partícula sin masa que se mueve en $c$; si masiva que se mueva a menos de $c$, por lo que cualquier medida de la velocidad a menos de $c$ implica que no masa cero. Obtener un valor para la masa que requiere un poco más de trabajo.

La velocidad se puede medir

• Por tiempo de vuelo, ya sea entre dos-la resolución de los detectores o de un conocido en el momento de la creación de una sola vez-la resolución del detector. Para la partícula cargada es fácil de construir con detectores de nano-segundo tiempo de resolución, por lo que esta recta hacia adelante para partículas como la luz como los electrones.

• Para las partículas cargadas con una velocidad umbral del detector como un Cerenkov de transición o detector de radiación.

Para la partícula neutral usted tiene que ir a interactuar con un objeto cargado en su detector para detectar, lo que hace que esto sea más difícil. No obstante, el acelerador de neutrinos velocidades puede ser obligado a ser muy cercana a la de la luz con el hardware existente.

Creación/Deterioro De La Cinemática De La

La conservación de la cuatro-impulso a la creación de caída o vértice significa que con una buena información suficiente sobre el movimiento de todas las partículas, y si todas las masas, pero uno se sabe que puede encontrar al final de la misa.

Esto es más fácil de ver en la creación de un contexto donde la aniquilación de una partícula con su antipartícula $$ e^+ + e^- \longrightarrow X + \bar{X} \;,$$ sólo puede proceder si el total (centro de masa) de la energía es al menos el doble de la masa de especies de $X$. Medidas reales generalmente se trata de la forma de la producción de la sección transversal frente a total (CoM) de la energía, en lugar de buscar la real umbral en el cual la tasa de producción se desvanece.

Intenta obtener el neutrino masas de esta forma, hasta ahora, se ha frustrado por la dificultad del experimento y la baja tasa de cerca del punto final. Sin embargo, las nuevas medidas se contemplan.

La mezcla de

Este es el medio por el cual sabemos que los neutrinos debe tener un poco de masa. En esencia, la mezcla requiere tiempo y no pasa el tiempo entre puntos en un luminal de la trayectoria, así que cualquier cosa que la mezcla no puede ser la siguiente luminal de las trayectorias y, por tanto, debe tener la masa.

Answer 2

Teóricamente hablando, el indicador más simple es que el cero resto de la masa de las partículas, y sólo ellos, los viajes a la velocidad de la luz. Pero esto puede ser difícil de medir directamente. Renormalization es un computacional heurística que los extractos de las predicciones teóricas de QFT (porque sólo tenemos un perturbativa de la formulación de la misma), pero los parámetros que aparecen en las respuestas, como eficaz masas y cargas, tiene que ser determinado experimentalmente y se inserta en el normaliza las expresiones de la mano. Son mucho menos "teórico" de la renormalization sí mismo. Hay Einstein, la conjetura de que la materia no tiene "residual" de la masa, que nunca se muestra en decae o colisiones, necesarios para obtener la masa-energía respecto, consulte ¿por Qué Einstein, la masa-energía relación escriben normalmente como $E=mc^2$, y no $\Delta E=\Delta m c^2$? Pero, incluso, la presencia de dichas masas no impediría que la cinemática de la mensurabilidad de la masa de reposo,

La cuestión es de importancia práctica para los neutrinos, que durante mucho tiempo se pensó que habían cero resto de la masa, debido a su papel en la formación de la estructura después del Big Bang. El original fue la evidencia indirecta, es decir, que los neutrinos oscilan entre los sabores durante el vuelo. A partir de la oscilación de las mediciones, se puede determinar la mezcla de los ángulos y, por tanto, las diferencias entre las plazas de masas. Finita la masa también puede ser inferido a partir de otros efectos, como la apariencia de los neutrinos con quiralidad opuesta componente en la quiralidad selectiva de los experimentos, el doble de $\beta$ decaimiento, y algunas de las observaciones cosmológicas. Cinemática de la determinación de los neutrinos resto de la masa es encuestados en Corriente Directa Neutrino Masa Experimentos por Drexlin et al. Aquí está la idea:

"El directo de neutrinos determinación de masas se basa puramente en la cinemática sin más suposiciones. Esencialmente, el neutrino masa se determina mediante el relativista de la energía-impulso-relación de $E^2=m^2+p^2$. Por lo tanto, es sensible a la masa del neutrino cuadrado de $m^2(\nu)$. En principio hay dos métodos: el tiempo de vuelo de la medición y la precisión de las investigaciones de débil decae. El primero requiere de muy larga línea de base y por lo tanto muy fuertes fuentes, de las que sólo cataclísmica de astrofísica de eventos como un colapso del núcleo de una supernova podría proporcionar...

Lamentablemente cerca explosiones de supernovas son demasiado raros y parece ser que no se entienda lo suficiente como para permitir a competir con el laboratorio directa de neutrinos masivos experimentos. Por lo tanto, el objetivo para esta sensibilidad, la investigación de la cinemática de los débiles decae y más explícitamente la investigación del extremo de la región de $\beta$-descomposición del espectro (o una captura de electrones) es aún el más sensible independiente del modelo y método directo para determinar la masa del neutrino."

Answer 3

¿Cómo podemos saber a partir de experimentos en los que una cierta partícula, como un quark tiene masa de reposo, pero un gluon no? Ambos dejan de productos de la descomposición. Entonces, ¿qué es específicamente en el experimento (supongo que la dispersión inelástica profunda) que va a decir a partir de la descomposición del producto si se muestra el resto de la masa o no?

En el momento en que los datos de la física de partículas se adapta bien por el modelo estándar y las predicciones del modelo son validados, pero todo esto es dentro de los errores experimentales. Los errores experimentales son las mismas para las pistas de salir de las interacciones, pero la interpretación y el uso de esta información hace que las grandes diferencias en la exactitud de la determinación de las masas.

Los Quarks y los gluones son dependientes en gran número de mediciones de las pistas, en los chorros, y por lo tanto una acumulación de errores. Los errores se reducen al mínimo en, por ejemplo, en un débil decadencia de la Z a la mu+mu-.Así, los modelos que uso afectar el concepto de masas para la identificación de las partículas. En el momento en que el modelo estándar de partículas con masa cero son validados, por lo que es una interacción entre la teoría y mediciones.

O es que a partir de experimentos que no podemos decir, acabamos de conocer teóricamente la diferencia entre partículas con masa de reposo, y sin, y de identificar en el experimento, medir el decaimiento de la energía, y, a continuación, decir que el que se acaba de energía (a partir de un fotones, gluones) o el resto de la masa (de un quark, electrónica, W,Z bozon)?

Carro delante del caballo. Las interacciones débil y electromagnética , que se mide primero el cero de la masa de las partículas , es decir, en el balance de energía de las mediciones experimentales de la masa de la partícula perdida estaba dentro de los errores de cero y, a continuación, la teoría llegó a un modelo de los datos. Es por eso que durante tantos años hemos tenido la neutrinos massles, porque la energía y el impulso de la conservación en las interacciones de partículas medido como masa, dentro de los errores.

La masa del fotón es cero es un linch pin no sólo en el modelo estándar, sino también en la teoría especial de la relatividad, que es tan valida que no hay espacio para dudar de que no importa cuán bien los errores, la masa del fotón es cero. Este no es el mismo para los neutrinos.

No tiene sentido pedir mejoras en la precisión con la que los gluones, que nunca son libres para ser medido con las interacciones fuertes.

Por lo tanto, en el momento en el que estamos en el punto donde tenemos un modelo estándar de la teoría de que encapsula todas nuestras mediciones, es predictivo y tiene pequeñas ventanas de física fuera del modelo estándar, el cual por el momento no afecta a la cero masas necesarias para la fotones y gluones.

Editar después de los comentarios:

Aquí está la generación de un fotón de un e+ e - pair en el campo de un electrón ( el largo de la línea)

La energía mometum vector de la entrada de fotones puede ser instalado por las mediciones y la masa de la entrada de encontrar cero dentro de los errores .

Aquí es un tres jet hadrónica evento en el ALEPH detector en la masa de la a a la Z.

Esto se interpreta como un quark antiquark gluon evento, quark antiquark de bariones de la conservación de número, y gluones porque tiene bariones número cero. Los chorros son los resultados de la hadronization y es sólo mediante el ajuste de un gran número de tales eventos mediante el uso del modelo estándar y hadronization los modelos que la conclusión acerca de que las masas pueden ser: los modelos tienen las masas que existen en el modelo estándar de las partículas de la tabla.